Цифровой измеритель магнитной индукции

СОЮЗ СОВЕТСОЦИА ЛИСРЕСПУБЛИ 1)4 С 01 К 33/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Э ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 091207/24-217.07;863,04,88, Бюл. И 15(57) Изобретение относится к магнитным измерениям. Цифровой измерительсодержит датчик 1 Холла, переключатель 2, источник 3 питания, синхронный детектор 4, преобразователь 5,реверсивный счетчик 6 и блок 7 регистрации, Введение блока 8 управления, включающего генератор 9 тактовыхимпульсов, счетчик 10 импульсов, дешифратор 11, триггеры 12 и 13 и элементы И 14 и 15, повышает точностьизмерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,зосзретсцис кясяется магнитныхизмерений и может найти применениепри создании точной аппаратуры дляизмерения индукции постоянного маг 5нитного поля.1 ель изобретения - повьпдецие точности измерения,На фиг. представлена функциональная структурная схема измерителя; нафиг,2 - временные диаграммы его работы,Цифровой измеритель магнитной индукции содержит датчик Холла 1, токовый и сигнальный ньсходы которого соединецы через переключатель 2 соответственно с выходом источника 3 питанияи входом синхронного детектора 4, управляющий вход которого соединен свыходом источника 3 питания, а выходчерез преобразователь 5 напряжениечисло импульсов - со счетным входом реверсивного счетчика 6, выход которогосоедицен с входом блока 7 регистрации, Выходы синхронного детектора 4 25и реверсивного счетчика 6 соединенысоответственно с первым и вторым входами блока 8 управления. Выходы последнего с псрвого по пятый соединенысоответственно с управляющими входами 30переключателя 2, преобразователя 5,входами цдпрдвления счета и сбросасчетчика 6 и управляющим входом блока7 регистрации,Блок 8 управления содержит генератор 9 тактогых импульсов, выход ко 35торого соединен через счетчик 1 О импульсов с входом дешифраторд 11, первый, второй, третий и четвертый выходы которого являются соответственнопервым, вторым, четвертым и пятымвыходами блока 8, Причем третий выходсоединен с входами сброса первого 12и второго 13 триггеров, а пятый и45шестой - с первыми входами соответственно первого 14 и второго 15 элементов И, вторые входы которых соедицецы с первым входом блока 8 управлеция, д выходы - соответственно с входом установки триггера 12 и счетнымвходом триггера 13. Первый вход второго элемента И 15 соединен с первымвходом третьего элемента И 16, второйвход которого соединен с вторым входи., блока 8 управления, а выход - свходом устдновки триггера 13, выходкоторого соединен с третьим выходоми. ока Б. Выход первого триггера соедицс ц третьим входом элемента И 16. Устройство работает следующим образом.По тактовым импульсам генератора9 дешифратор 11 преобразует мешающийся на выходе код счетчика в последовательности управляющих импульсов,временные диаграммы которых ца выходах дешифратора с первого по шестойпредставлены соответственно эпюрами(фиг. 2 Ь, л, е, е, а, , и),Работа устройства происходит в дватакта измерения, Сигналом цачальнойустановки, поступающим с четвертого выхода блока 8 управления в нулевое состояние, устанавливается реверсивныи счетчик 6, в нулевое состояние устанавливаются триггеры 12 и 13, С третьего выхода блока 8 управлеция на вход направления счета реверсивного счетчика 6 поступает такой управляющий сигнал, по которому последний работает на сложение.Выходной сигнал датчика Холла 1 П, = Ф 1 х+Цпоступает через переключатель 2 и синхронный детектор 4 на преобразователь 5 напряжение - число импульсовРезультат преобразования в виде импульсов поступает на реверсивцый счетчик 6, считающий в прямом ндпрдвлении.11 нзгде с - коэффициент преобразованияпреобразователя напряжение -число импульсов;11 - напряжение неэквипотенцидльности;1 - ЭДС Холлла,В коцце первого такта блок 8 управления сигналом, поступающим с первого выхода, коммутирует переключатель 2, Во второй такт измерения выходцои сигнал датчика Холла 1 =1.-Ц . Это напряжение через синхронный детектор 4 поступает на преобразователь 5 напряжение - число импульсов, откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный счетчик 6.В зависимости от условия 1) 7 11 нили 1с 1 кпроизводится суммирование или вычитание результатов кодирования двух тактов, Информация о виде операции во втором такте выделяется с помощью синхронного детектора 4 и блока 8 управления, который в зависимости от полярности выходных сигналов детектора 4 в оба такта измерения во втором такте фор 139 П 584мирует соответствующий сигнал на третьем вгнходе блока 8 так, что когда 11 1 П н, в РевеРсивном счетчике 6 производится суммирование результатов кодирования двух тактов, при 1( 1 цн, производится их вычитание.Пусть направление магнитной индукции В будет положительным +В, а 111111,1, тогда выходные сигналы10 датчика Холла 1 13,=(1+Б,), 13 7 = =(1-13 н э) . Во втором такте выходной сигнал детектора ч имеет положительную полярность, и является запрещаю 15 щим для элемента И 15. Поэтому выходной сигнал на третьем выходе блока 8 управления сохраняется и реверсивный счетчик 6 во втором такте работает на сложение. В результате во втором20 такте последний зафиксирует число импульсов, пропорциональное ЭДС Холла 1111+12 11 1. к+13 нэ 1+1 1 х 13 н э"1" + +1113 нэ+1 11 х 1 113 нэ21 11 х211 кПусть направление магнитной индукции положительное +В, а 1 1 ( 13 нэ 1, тогда выходные сигналы датчика Холла 1 13 1 (1 +13 )137 - (1 13 н э) е Во второмйэтакте вйходной сигнал является разрешающим для элемента И 15. Так как на его второй вход поступает разрешающий потенциал с триггера 12, элемент И 15 срабатывает и вьщает сигнал на счетный, вход триггера 13, выходной сигнал на третьем. выходе блока 8 меня ется и во втором такте реверсивный счетчик 6 работает на вычитание.11.=1,-12=с 1 х+13 нэ-1 с 1-Цнэ 1=1 с 11 х + +1 13 нэ 1-1 0 нэ 1+1111=2 11 х =211 хЕсли направление магнитной индук ции,В отрицательное -В, а 11 1113 1, тогда выходные сигналы датчика Холла 1 31=(-1 х+Бнэ), 137=(-1-13 н ) и во втором так;не,реверсивный счетчик 6 заФиксирует число импульсов; пропор циональное ЭДС Холла 1 .=111 хЗнэ+111 х+13 нэ =1(1 х 1-113 цэ++1 с 1 х 1+1 с 113 нэ=21 с 11 х 1 =21 с 1 хПусть направление магнитной индукции В отрицательное, -В, а 1 1 50 (113 н,1, тогда выходные сигналы датчика Холла 1 13,=(-1 х+У ,1, 32=(-1 х - -13 нэ ), Во втором такте выходной сигнал детектора 4 отрицательной полярности является разрешающим дляэле мента И 15. Так как на его второй вход поступает разрешающий потенциал с триггера 12, он срабатывает и вьщает сигнал на счетный вход триггера 13.Таким образом, в начале второго тактавыходной сигнал на третьем выходеблока 8 управления меняется. Поэтомуво втором такте реверсивный счетчикработает на вычитание, Когда числов реверсивном счетчике 6 во второмтакте станет равным нулю, срабатываетэлемент И 16, который формирует управляющий сигнал на второй установочный вход триггера 13, который устанавливает его в первоначальное состояние. Таким образом, во втором тактевторой раз изменяется направлениесчета в реверсивном счетчике 6, т,е,последний снова работает на сложение,В результате после второго такта реверсивный счетчик 6 зафиксирует числоимпульсов, пропорциональное ЭДС Холла 1,112 "1 х+13 нэ 1 "1 х+13 нэ 1 х 1 х+2 с 1 х 1=21 с 1 к =21 с 1 хРезультат измерения после преобразования выходного кода реверсивногосчетчика 6 в двоично-десятичном дешифраторе 11 считывается цифровым отсчетным устройством 7.Формула изобретения1. Цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий датчик Холла, токовый и сигнальный выходы которого соединены через переключатель соответственно с выходом источника питания и входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с выходом источника питания, ревер-. сивный счетчик, блок регистрации и преобразователь напряжение - число импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок управления, первый вход которого соединен с выходом синхронного детектора и входом преобразователя напряжение - число импульсов, второй - с выходом реверсивного счетчика, первый выход блока управления соединен с управляющим входом переключателя, второй - с управляющим входом преобразователя напряжение - число импульсов, третий - с входом направления счета реверсивного счетчика, вход сброса которого соединенс четвертым выходом блока управления пятый выход которого соединен с управляющим входом блока регистрации,2. Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, блок управления содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен через счетчик импульсов с входом дешифратора, первый и второй выходы ко торого соединены с первым и вторым выходами блока управления соответственно, третий - с четвертым выходом блока управления и входами сброса первого и второго триггеров, четвертый - с пятым выходом блока управления, пятый и шестой - соответственно с первыми входами первого ц второгоэлементов И, вторые входы которыхсоединены с первым входом блока управления, а выходы - соответственнос входом установки первого триггераи счетным входом второго триггера,причем первый вход второго элементаИ соединен с первым входом третьегоэлемента И, второй вход которого соединен с вторым входом блока управления, а выход - с входом установкивторого триггера, выход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход первого триггера соединен с третьим входом второго элемента И,